胭脂红酸老化紫外光谱法探究

1、胭脂红酸老化紫外光谱法探究基金项目：国家自然科学基金资助项目(51073126)；国家文物局项目(20110128)作者简介：高敏(1968-)，女，陕西武功人，西安交通 大学教师，博士摘要：紫外可见分光光度法用于染料的老化研究具有操 作简单、测定迅速的优点本文用紫外可见分光光度法研究了 红色染料胭脂红酸经过碱、酸、光、热以及氧化还原气氛等 老化过程及染料分子的结构变化结果表明：胭脂红酸耐酸、 耐紫外光，但耐碱、耐热性差，并且在氧化、还原气氛下稳 定性不好关键词：胭脂红酸，天然染料，老化，紫外可见分光 光度法中图分类号：065761文献标识码：a胭脂红酸是从胭脂虫红中精制而成的天然红色素，其颜

2、 色亮红鲜艳，能溶于水、乙醇和丙二醇可用作酒、水果浆、 冷饮等的着色剂，还可用在化妆品中，或作为画家的颜料其 分子结构见图1.国内外学者对胭脂虫繁养、利用、毒理及其色素的加工、 分析等作了研究胭脂红酸采用fcc标准法进行测定，但该 法对吸光度控制范围小，测定精度要求高，分析测定较费时 材料在使用和储存过程中，会发生性能被破坏，以致丧失使 用价值的老化现象曹翠微等用动态热机械分析仪测定了硫 化胶耐老化性能；陈伟明等采用多频温度扫描动态热机械方 法研究了环氧树脂基碳纤维复合材料于蒸馆水中的湿热老 化性能；赵鹏程等采用毛细管电泳分析研究了阳光照射和强 光灯照射等老化手段对纯蓝墨水字迹色痕变化的影响；

3、张晓 梅等通过红外光谱分析对丝织品老化原因及程度进行了研 究；林海波等通过显微共焦拉曼光谱，对一种新型聚合物发 光二极管器件进行了老化研究；陈文利等用超弱化学发光法 测定了不同老化程度水稻种子的活力；张永金等用紫外光谱 法研究了纤维上几种染料在光照、氧化还原烟气老化过程中 的化学结构变化谭忆秋等用红外光谱法对热老化和紫外老 化后的5种沥青进行了对比研究李变华等采用傅里叶变换红 外光谱法，分析了复配抗紫外光老化剂对提高沥青抗紫外光 老化性能的影响但是，文献中关于胭脂红酸的老化研究还鲜有报道本文 利用紫外可见分光光度法，研究了碱、酸、光、热以及氧化、 还原气氛等对胭脂红酸的老化作用1仪器与试剂11

4、仪器uv2550紫外可见分光光度计（日本岛津公司）；1012型 干燥箱（上海市实验仪器总厂）；紫外灯（20 w,波长为2537 nm ）12试剂naoh、盐酸（均为分析纯，西安化学试剂厂）；胭脂红 酸标准品2方法将少许胭脂红酸标准品溶于分别装有10%na0h、盐酸（v 盐酸/v水=1 : 1）、去离子水溶液的烧杯中，或将其分别放置 于紫外灯、干燥箱（恒温85 °c）.氧化气氛或还原气氛中， 用保鲜膜将紫红色溶液密封防止其挥发，静置，每隔一定时 间取样进行紫外扫描，观察碱、酸、热、光和氧化气氛或还 原气氛对胭脂红酸老化的影响3结果与讨论31碱对胭脂红酸老化的影响在務基蔥醍的紫外谱图中，

5、有5个主要吸收带：分别位 于 210 nm 左右，240260 nm, 305389 nm, 262295 nm 及醍中的c=0引起的大于400 nm的吸收带各吸收带的峰位 置和强度均与母核上取代基的性质、数量及排列方式有关在 胭脂红酸老化前的吸收曲线上，主要有3个明显的吸收峰： 210 nm, 260 nm280 nm左右和495 nm左右的吸收，主要 由胭脂红分子中的苯样结构和醍样结构中的c=0引起其中， 495 nm的吸收常作为胭脂红酸的特征吸收17碱老化前后胭脂红酸溶液的紫外谱图见图2从图2可以 看出，随着老化时间的增加，胭脂红酸在可见光区处吸收减 弱最终消失，这是因为碱中的轻基离子攻

6、击疑基碳，破坏了 其生色团，致使溶液颜色消失实验结果说明：胭脂红酸耐碱 性差波长/nm32酸对胭脂红酸老化的影响在全部实验过程中，胭脂红酸溶液并没有明显的颜色变 化，始终为橙红色不同老化时间的胭脂红酸样品溶液的紫外 谱图见图3由图3可见：老化1 h与老化17 d后的紫外图 谱峰形相同，无明显的改变说明胭脂红酸在酸性条件下很稳 定33热对胭脂红酸老化的影响热老化实验过程中，胭脂红酸水溶液从橙红色逐渐变为 粉红色，样品老化前后紫外图谱对比见图4与老化前相比(图 4(a),热老化时间达到7 d时，样品的吸收图谱没有明显 的变化当老化时间增加到11 d和13 d时，位于210 nm处 的吸收峰消失了(

7、图4 (d), (e),说明胭脂红酸的结构有 了变化在280 nm和480 run左右处吸收峰位置没有改变而强 度明显增强，说明样品中的苯样结构和醍样结构没有发生改 变实验结果说明：胭脂红酸的耐热性较差波长/nm34光对胭脂红酸老化的影响光对胭脂红酸老化前后的吸收光谱见图5从图5可看 出：胭脂红酸水溶液在接受紫外光照射的7 d内，紫外图谱 没有任何变化20 w的紫外灯光没有对胭脂红酸造成影响， 说明胭脂红酸对紫外光有很好的耐受性波长/nm35氧化还原气氛对胭脂红酸老化的影响351h2s还原气氛将样品置于h2s还原气氛中30 min后，胭脂红酸溶液 颜色没有明显变化，但溶液出现混浊被还原前后胭脂

8、红酸样 品的吸收光谱见图6从图6可见，实验前后胭脂红酸水溶液 在可见光区的吸收峰一直存在，这与溶液颜色的变化一致， 说明h2s气体不影响胭脂红酸可见光区的吸收但在200250 run下产生了很多新的吸收峰，说明胭脂红酸的结构有了改变 还原处理中溶液的浑浊现象，可能是h2s的氧化产物s所致352n02氧化气氛胭脂红水溶液在通入no2气体的30 min内，橙红色溶 液颜色逐渐变浅，最终变为无色通入氧化性气体前后样品的 紫外光谱图见图7与老化前相比(图7 (a),老化后的图谱 (图7 (b)上的吸收峰位置和强度都发生了改变可见，在 n02氧化气氛中，胭脂红酸是不能稳定存在的胭脂红酸的结 构在no2氧

9、化气氛中发生了怎样的改变，还需要进一步的实 验检测和验证4结论胭脂红酸耐酸、耐紫外光，耐热性、耐碱性差，并且在氧化、还原气氛下稳定性不好因此，胭脂红酸在保存时应小 心遇热，避免碱性、氧化及还原性气氛参考文献1 何瑾馨染料化学m北京：中国纺织出版社，2001： 114.he jinxin dye chemicalmbeijing： china textile and apparel press, 2001： 114(in chinese)2 gonzalez m, mendez j, carnero a, et al optimizing conditions for the extractio

10、n of pigments in cochineals ( dactylopius coccus costa ) using response surface methodologyj journal of agricultural food chemistry, 2002, 50(24)： 6968-6974.3 lloyd a g extraction and chemistry of cochineal j food chemistry, 1980 (5)： 91-107.4 sch0efs b chlorophyll and carotenoid analysisin food pro

11、ducts， properties of the pigments and methods analysis j trends in food science and technology, 2002,13 (11)： 361-371.5 g0nzalezm, lobo m g, mendez j, et al detection of colour adulteration in cochineals by spectrophotometric determination of yellow and redpigment groups j food control, 2005,16： 105

12、-112.6 李浩明胭脂虫红酸提取工艺优化研究j中国食品添加剂，2005(3)： 18-20li haoming study on optimum extraction of carminic acid from coccus j china food additives, 2005(3)：18-20 (in chinese)7 张建云，李志国，赵杰军，等胭脂红酸的测定方法 及其稳定性研究j食品科学,2007, 28 (8)： 321-326.zhang jianyun, li zhiguo, zhao jiejun, et al study on stability and determin

13、a tion met hods of carminic acid extracted from dactylopius coccus costaj food science, 2007, 28 (8)： 321-326. (in chinese)8 曹翠微，肖琰，魏伯荣动态热机械法研究天然橡胶 硫化胶的热氧老化性能j.宇航材料工艺,2006 ( 4)： 58-60.cao cuiwei , xiao yan , wei borong study of thermaloxidizing aging of nr with dynamic mechanical thermal analyses te

14、chniquej aerospace materials technology, 2006 (4)： 58-60.( in chinese)9 陈伟明，王成忠，周同悦，等多频态热机械分析法 研究碳纤维复合材料湿热老化j材料工程，2006 ( s1)： 355-359, 365.chen weiming, wang chengzhong, zhou tongyue, et al. study on hydrothermal properties of carbon fiber composites with mutifrequency dynamiac methanical thermal an

15、alysis j materials engineering, 2006 (si )： 355-359, 365. (in chinese)10 赵鹏程，杨麟，姚丽娟毛细管电泳法分析人工老 化对纯蓝墨水字迹色痕的影响j中国人民公安大学学报： 自然科学版，2006, (1)： 21-23.zhao pengcheng, yang lin, yao lijuan study on influence of artificial aging on pure blue ink mark with capillary electrophoresis analysisj journal of chines

16、e people s republic security university： science and technology, 2006 (1)： 21-23(in chinese)11 张晓梅，原思训老化丝织品的红外光谱分析研究 j光谱学与光谱分析,2004, 24 (12)： 1528-1532.zhang xiaomei, yuan sixun research on the infrared spectrometry of aging silk fabrics j spectroscopy and spectral analysis,2004, 24 ( 12): 1528-1532

17、. (inchinese)12林海波，徐晓轩，吴宏滨，等一种新型共辄聚合物发光二极管老化的拉曼光谱研究j光谱 学与光谱分析,2004, 24 (6)： 701-703.lin haipo, xu xiaoxuan, wu hongbin, et al study on the degradation of polymer lightemitting diodes by insitu microraman spectroscopyjspectroscopy and spectral analysis, 2004, 24 (6)： 701-703. (in chinese)13 chen wenl

18、i, xing da, he yonghong acta botanica sinica jacta botanica sinica, 2002, 44 ( 11 )： 1376-1379.14 张永金，张波兰，宋心远纤维上染料的老化紫外 光谱分析j染料与染色，2003, 40 (5)： 269-271zhang yongjin, zhang bolan, song xingyuan uv spectral analysis of dye degradation on fibersj dye and dyeing, 2003, 40 (5)： 269-271(in chinese)15 谭忆秋，王佳妮，冯中良，等沥青结合料紫外老化 机理j中国公路学报，2008, 21： 19-24.tan yiqiu, wang jian